DE2807065C2

DE2807065C2 -

Info

Publication number: DE2807065C2
Application number: DE2807065A
Authority: DE
Inventors: Franz Ing.(Grad.) 7320 Goeppingen De Schneider; Burkhard Ing.(Grad.) 7321 Ottenbach De Schumann; Helmut Ing.(Grad.) 7320 Goeppingen De Braitinger
Original assignee: L Schuler GmbH
Current assignee: L Schuler GmbH
Priority date: 1978-02-18
Filing date: 1978-02-18
Publication date: 1988-08-04
Also published as: SE7901354L; GB2014760A; IT7920253A0; FR2417799A1; GB2014760B; IT1111731B; DE2807065A1

Description

Die Erfindung betrifft eine numerische Steuerschaltung für eine Werkstücktransportvorrichtung gemäß dem Gattungsbegriff des Pa tentanspruches 1.The invention relates to a numerical control circuit for a workpiece transport device according to the generic term of Pa claim 1.

Eine derartige Steuerschaltung für eine Werkstücktransport vorrichtung zur Automatisierung von Pressenstraßen ist in der DE-OS 22 18 966 beschrieben. Hierbei ist jeder Presse eine Beladevorrich tung und eine Entladevorrichtung mit Greiferelementen zugeordnet, wo bei die Be- und Entladevorrichtungen durch eigene, vom Pressenhauptan trieb unabhängige Stellantriebe angetrieben werden. Die Steuerung der Stellantrieb erfolgt durch eine numerische Steuerschaltung. Derarti ge an sich bekannte numerische Steuerschaltungen und insbesondere CNC-Bahnsteuerungen sind für relativ geringe Bahngeschwindigkeiten aufgrund des Anwendungsbereiches in der spanabhebenden Fertigung kon zipiert. Diese handelsüblichen, bereits mit einer internen Software versehenen CNC-Bahnsteuerungen sind jedoch zur Anwendung bei bekann ten Werkstücktransportvorrichtungen nicht unmittelbar geeignet, da sich unerwünschte Geschwindigkeitsänderungen ergeben können und keine genügend positionsgenaue Ansteuerung von Hilfsfunktionen vorgesehen ist.Such a control circuit for a workpiece transport Device for the automation of press lines is in DE-OS 22 18 966. Each press is a loading device device and an unloading device with gripper elements assigned where the loading and unloading devices by their own, from the press head independent actuators. The control of the Actuator is operated by a numerical control circuit. Derarti GE known numerical control circuits and in particular CNC path controls are for relatively low path speeds due to the area of application in machining manufacturing con subscribed. These commercially available, already with an internal software provided CNC path controls are known for use at Workpiece transport devices are not immediately suitable because there may be undesirable changes in speed and none Adequate control of auxiliary functions is provided is.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine handelsübliche CNC-Bahnsteuerung bei einer Werkstücktrans portvorrichtung anzuwenden und den Erfordernissen der Ansteuerung von Hilfsfunktionen einschließlich der Beeinflussung von Bewegungsabläu fen anzupassen.Proceeding from this, the object of the invention is a commercially available CNC path control for a workpiece transfer Apply port device and the requirements of the control of Auxiliary functions including influencing movement stopping to adapt.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspru ches 1 vorgesehenen Maßnahmen gelöst, wobei vorteilhafte Ausgestaltun gen den folgenden Patentansprüchen 2 und 3 zu entnehmen sind.This task is by the in the characterizing part of the patent ches 1 provided measures solved, advantageous Ausgestaltun gene the following claims 2 and 3 can be found.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt in der Verwen dung handelsüblicher, numerischer Steuerungen, deren vorgegebene in terne Software nicht verändert werden muß. Hierdurch wird ein hohes Maß an Servicefreundlichkeit erreicht, da keine speziell hergestell ten Hardware-Bausteine verwendet werden. Neben diese wirtschaftlichen Vorteile tritt die fortschrittliche Wirkung der Mitverwendung des Po sitions-Ist-Impulsgebers in einem Hilfssteuerkreis.An advantage of the solution according to the invention lies in its use of commercially available numerical controls, the specified in ternal software does not have to be changed. This will make a high one Achievement of ease of servicing achieved as none are specially manufactured hardware components can be used. Besides this economic Advantages come from the progressive effect of sharing the bottom position actual pulse generator in an auxiliary control circuit.

Anhand einer Zeichnung ist nachfolgend ein Beispiel der Er findung näher erläutert. Es zeigtUsing a drawing below is an example of the Er finding explained in more detail. It shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführung der Steuerschaltung, Fig. 1 is a block diagram of a first embodiment of the control circuit,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführung der Steuerschaltung, Fig. 2 is a block diagram of a second embodiment of the control circuit,

Fig. 3a-c Diagramme des Fahrverhaltens der Werkstücktrans portvorrichtung.Port device Fig. 3a-c are diagrams of the driving behavior of the workpiece Trans.

Kernstück der numerischen Steuerschaltung gemäß Fig. 1 ist eine handelsübliche CNC-Bahnsteuerung 10 mit einer vorgegebenen inter nen Software, wie sie bei spanabhebenden Maschinen ver wendbar ist. Die CNC-Bahnsteuerung 10 ist als Zwei- oder Drei-Ach sen-Steuerung ausgebildet. Die zugehörigen Stellantriebe sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellt. Stellvertre tend für die Lageregelkreise dieser Stellantriebe ist ein inkrementa ler Positions-Ist-Impulsgeber 11 dargestellt, dessen Ausgang direkt auf die CNC-Bahnsteuerung 10 geführt ist.The centerpiece of the numerical control circuit according to FIG. 1 is a commercially available CNC path control 10 with a predetermined internal software, as can be used with metal-cutting machines. The CNC path control 10 is designed as a two- or three-axis control. The associated actuators are not shown for reasons of clarity. Stellvertre tend for the position control loops of these actuators, an incremental position actual pulse generator 11 is shown, the output of which is led directly to the CNC path control 10 .

An den Ausgang des Positions-Ist-Impulsgebers 11 ist in ei nem Hilfsfunktionssteuerkreis zusätzlich ein Vorwärts-Rückwärts-Zäh ler 12 mit Vorzeichenermittlung, d. h. Richtungserkennung, angeschlos sen. Dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler 12 ist eine Vergleichsstufe 13 nachgeschaltet, der weiterhin aus einem Datenspeicher 14, der von ei ner Adresse 15 aktivierbar ist, Positions-Soll-Signale zugeführt wer den. Die Adresse 15 wird durch ein Steuerwerk 16 bestimmt, welches von einem Hilfsfunktions-Ausgangskanal 17 seriell kodiert angesteuert wird. Den Ausgängen der Vergleichsstufe sind Ausgangsschaltstu fen 18, 19 nachgeschaltet, die Ventile, Relais etc. für Hilfsfunktio nen der Werkstücktransportvorrichtung aktivieren bzw. desaktivieren. Eine der Ausgangsschaltstufen 18, 19 wirkt zur Beeinflussung von Bewe gungsabläufen auf die CNC-Bahnsteuerung 10 zurück. At the output of the actual position encoder 11 in an auxiliary function control circuit, a forward-backward counter 12 with sign determination, ie direction detection, is also ruled out. The up-down counter 12 is followed by a comparison stage 13 , which continues to be supplied from a data memory 14 , which can be activated by an address 15 , position signals. The address 15 is determined by a control unit 16 , which is controlled in serial coding by an auxiliary function output channel 17 . The outputs of the comparison stage are followed by output switching stages 18, 19 which activate or deactivate valves, relays, etc. for auxiliary functions of the workpiece transport device. One of the output switching stages 18, 19 acts on the CNC path control 10 to influence movement sequences.

Unter Zuhilfenahme der Fig. 3 sind nachfolgend spezielle Funktionen zur Beeinflussung von Bewegungsabläufen der Werkstücktrans portvorrichtung durch die numerischen Steuerschaltungen gemäß Fig. 1 und 2 erläutert.With the aid of FIG. 3 are referred to special functions for influencing movements of the workpiece Trans port device through the numerical control circuits according to FIGS. 1 and 2 explained.

Die handelsübliche CNC-Bahnsteuerung 10, die bei der erfin dungsgemäßen numerischen Steuerschaltung verwendet wird, ist für eine Fahrgeschwindigkeit von beispielsweise 2,5 m/min und eine Eingabege nauigkeit von 1/100 mm ausgelegt. Bei spanabhebenden Werkzeugmaschi nen sind derartige Werte angebracht, während jedoch bei einer Werk stücktransportvorrichtung der eingangs geschilderten Art hauptsäch lich die Fahrgeschwindigkeit viel zu gering ist. Eine Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit um den Faktor 100 wäre daher wünschenswert. Hier bei zeigen sich jedoch die Schwächen der handelsüblichen CNC-Bahn steuerung 10. Zum einen sind Geschwindigkeitswechsel ohne Geschwindig keitseinbrüche (Fig. 3a, Bahnkurve 30) nicht zu erreichen und zum an deren ergeben sich die gleichen Geschwindigkeitseinbrüche bei dem Aus lesen von Hilfsfunktionen während des Verfahrvorganges (Fig. 3b, Bahn kurve 32). Hervorgerufen werden diese Geschwindigkeitseinbrüche durch ein geringes, d. h. kleines Toleranzband. Das Prinzip der CNC-Bahn steuerung 10 beinhaltet eine Sollwertvorgabe für die Stellantriebe, die bei Erreichen eines Endwertes einen Programmsatz "Position er reicht" ausliest, der den nächsten Programmschritt, eine höhere Fahrgeschwindigkeit freigibt bzw. abruft. Diese Reihenfol ge der Verarbeitung bestimmt den Geschwindigkeitseinbruch, da durch das kleine Toleranzband 20 der Programmsatz "Position erreicht" erst nahezu in der Endposition ausgelesen wird, in der die Stellantriebe sich bereits dem Stillstand nähern. Mit dieser Einstellung des Tole ranzbandes 20 wird die in Fig. 3c gezeigte Bahnkur ve 34 abgefahren, wobei alle Soll-Positionen relativ langsam aber ge nau angefahren werden. Diese Einstellung des Toleranzbandes 20 wird während des Greifens bzw. Ablegens der Werkstücke benötigt. In der eigentlichen Transportphase kann mit wesentlich höherer Geschwindig keit gefahren werden. Um die Geschwindigkeitsänderung zu erreichen, ohne Geschwindigkeitsbrüche (Fig. 3a, Bahnkurve 30) zu erhalten, wird der Hilfssteuerkreis zusätzlich eingesetzt. Gemäß Fig. 1 werden von dem Positions-Ist-Impulsgeber 11 Wegimpulse vorzeichenrichtig in den Vorwärts-Rückwärts-Zähler 12 eingelesen, von dessen Ausgang der jewei lige Ist-Zählerstand der Vergleichsstufe 13 zugeführt ist. Die CNC-Bahnsteuerung 10 gibt über einen Hilfsfunktions-Ausgangskanal 17 seriell Daten aus, die in dem Steuerwerk 16 verarbeitet, z. B. umko diert, eine Adresse 15 aktivieren, wodurch in dem Datenspeicher 14 gleichzeitig verschiedene Soll-Positionen gesetzt werden, die mit Ist-Positionen der Werkstücktransportvorrichtung an der Vergleichsstu fe 13 anstehen. Die Steuerung des Toleranzbandes 20 erfolgt nun der art, daß bei einer vorgegebenen Soll-Position, die in dem Datenspei cher 14 ansteht, und bei Erreichen dieser Soll-Position durch die Ist-Position eine Ausgangsschaltstufe 18, 19 aktiviert wird, wodurch das Toleranzband 20 vergrößert wird. Diese Maßnahme hat zur Folge, daß ohne unmittelbare Verarbeitung des Programmsatzes "Position er reicht" der nächste Programmsatz, der beispielsweise eine höhere Bahngeschwindigkeit vorgibt, unmittelbar ausgelesen wird. Mit dem großen Toleranzband 20 wird hierbei eine verschliffene Bahnkurve 35 (Fig. 3c) und ein Geschwindigkeitsverlauf 31 (Fig. 3a) erzielt. Bei exakter Positionierung wird die Ausgangsschaltstufe 18, 19 entspre chend erneut angesteuert, wodurch wieder auf das kleinere Toleranz band 20 umgeschaltet wird.The commercially available CNC path control 10 , which is used in the numerical control circuit according to the invention, is designed for a driving speed of, for example, 2.5 m / min and an input accuracy of 1/100 mm. Such values are appropriate for metal-cutting machine tools, however, in the case of a workpiece transport device of the type described above, the driving speed is mainly too low. An increase in driving speed by a factor of 100 would therefore be desirable. Here, however, the weaknesses of the commercially available CNC path control 10 are evident. On the one hand, speed changes without speed drops ( Fig. 3a, trajectory 30 ) cannot be achieved and, on the other hand, there are the same speed drops when reading out auxiliary functions during the traversing process ( Fig. 3b, trajectory curve 32 ). These speed drops are caused by a small, ie small, tolerance band. The principle of the CNC path control 10 includes a setpoint specification for the actuators which, when a final value is reached, reads out a program block “position reached” which releases or calls up the next program step, a higher driving speed. This sequence of processing determines the drop in speed, because the small tolerance band 20 means that the program block "position reached" is only read out almost in the end position in which the actuators are already approaching standstill. With this setting of the tolerance band 20 , the trajectory 34 shown in FIG. 3c is traversed, with all desired positions being approached relatively slowly but precisely. This setting of the tolerance band 20 is required during the gripping or depositing of the workpieces. In the actual transport phase, it is possible to drive at a much higher speed. The auxiliary control circuit is also used to achieve the speed change without obtaining speed breaks ( FIG. 3a, trajectory curve 30 ). According to Fig. 1, from the position encoder 11 actual distance pulses with the correct sign in the forward-backward counter 12 is read from the output of the jewei celled actual count of the comparator is supplied. 13 The CNC path control 10 serially outputs data via an auxiliary function output channel 17 which is processed in the control unit 16 , e.g. B. umko diert, activate an address 15 , whereby in the data memory 14 at the same time different target positions are set, which are pending with actual positions of the workpiece transport device at the comparison stage 13 . The control of the tolerance band 20 is now carried out in such a way that an output switching stage 18, 19 is activated at a predetermined target position which is pending in the data memory 14 and when this target position is reached, as a result of which the tolerance band 20 is enlarged. The result of this measure is that the next program block, which, for example, specifies a higher web speed, is read out immediately without processing the program block “position it reaches”. A large trajectory 35 ( FIG. 3c) and a speed profile 31 ( FIG. 3a) are achieved with the large tolerance band 20 . With exact positioning, the output switching stage 18, 19 is driven accordingly again, whereby band 20 is switched back to the smaller tolerance.

Bei der numerischen Steuerschaltung gemäß Fig. 2 werden die Positionen, an denen das Toleranzband 20 verändert wird und die Hilfs funktionen ausgelöst werden, durch Dekadenschalter 25 eingestellt. Über Koinzidenz-Vergleicher 26 werden Speicherstufen 27 gesetzt, die die Ausgangsschaltstufen 18, 19 aktivieren. Der weitere Funktionsab lauf entspricht dem der Schaltung gemäß Fig. 1.In the numerical control circuit shown in FIG. 2, the positions at which the tolerance band 20 is changed and the auxiliary functions are triggered are set by decade switch 25 . Memory stages 27 , which activate the output switching stages 18, 19 , are set via coincidence comparators 26 . The further functional sequence corresponds to that of the circuit shown in FIG. 1.

Claims

1. Numerical control circuit for a workpiece transport device, for example for the automation of press lines, which is provided with at least one conveyor carriage, to which controllable gripper elements are attached, and the conveyor carriage can be moved horizontally and vertically by means of actuators numerically controlled by the control circuit, the numerical control circuit egg NEN position control loop with an incremental actual position encoder and a downstream up-down counter, the output of which is connected to an input of a comparison stage, the other input of which is supplied with a target signal which can be taken from a data memory, and the output switching stages are connected downstream , characterized in that the numerical control circuit is a known CNC path control, and in that the output of the incremental actual position encoder ( 11 ) in addition in an auxiliary function control circuit n downstream up-down counter ( 12 ) is connected, the output of which is connected to a downstream output switching stages ( 18, 19 ) influencing comparison stage ( 13 ), the other input of which a target signal can be fed from a data memory ( 14 ) for retrieving a target signal from an auxiliary function output channel ( 17 ) of the CNC path control ( 10 ) via an address ( 15 ) forming control unit ( 16 ) can be activated.

2. Numerical control circuit according to claim 1, characterized in that in the auxiliary function control circuit, the functions of the comparison stage ( 13 ), the control unit ( 16 ), the address ( 15 ) and the data memory ( 14 ) can be executed by a programmable controller ( 21 ) .

3. Numerical control circuit according to claim 1, characterized in that in the auxiliary function control circuit, the functions of the comparison stage ( 13 ), the control unit ( 16 ), the address ( 15 ) and the data memory ( 14 ) are represented by a comparison stage of parallel coincidence -Comparators ( 26 ), the inputs of which are connected in parallel to the output of the up / down counter ( 12 ) and which can be set as data memories by means of decade switches ( 25 ), and that two coincidence comparators ( 26 ) each with a memory stage ( 27 ) are connected, each of the output switching stages ( 18, 19 ) is connected downstream.